西湖名勝區溪流富營養化現狀評價

王京文，孫吉林，張奇春，楊文葉

(1.浙江省杭州市植保土肥總站，浙江 杭州 310020;2.浙江大學 環境與資源學院，浙江 杭州 310058)

20世紀70年代以后，我國各大湖泊、重要水域的氮、磷富營養化問題日趨嚴重，水質持續下降。五大湖泊中太湖、巢湖已進入富營養化狀態，水體總氮、總磷指標等級已達劣Ⅴ類［1］。杭州西湖同樣也面臨著嚴峻的富營養化及生態系統退化為主要特征的水質惡化問題［2］。西湖風景名勝區域內的3條溪流 (金沙澗、龍泓澗、赤山溪)是西湖主要天然補給水水源。由于該區域內居民的生活污水、飲食服務業污水及農業面源污染等通過地表徑流進入溪流，再進入西湖，成為西湖主要的外部污染源之一。適時對進入西湖的3條溪流富營養化現狀進行評價，并提出合理的富營養化防治措施，為西湖水體的水污染控制和可持續發展提供研究依據，都具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

于2010年4月底，在三溪流不同部位設置水樣監測點13個，其中龍泓澗4個，金沙溪5個，茅家埠4個。在監測點附近水體內用塑料容器多點取水樣5 L，混勻后取2 L裝入聚四氟乙烯塑料桶中，及時運送到實驗室 (運輸過程中溫度不超過25℃)進行分析，不能及時分析的樣品，分裝后置于－20℃冰箱保存 (保存期不超過2周)。

1.2 檢測項目與方法

參照GB 3838—2002《地表水環境質量標準》的相關參數指標，確定水體檢測項目為銨態氮、硝態氮、有機氮、總氮、無機磷和總磷等6項。

總氮采用3%堿性過硫酸鉀氧化法，樣品在121℃下氧化30 min后，用紫外分光光度計測定。氨氮采用靛酚藍比色法，硝氮采用紫外分光光度法，有機氮含量根據總氮和無機氮 (NH4+-N、-N)的差值求得［3］。無機磷和總磷采用鉬藍比色法測定。

2 結果與分析

2.1 現狀評價

根據《地表水環境質量標準》對水質監測結果 (表1)進行分析評價。從表1可以看出，13個水樣中，氨態氮的平均濃度為 0.27 mg·L－1，變化范圍0.05～1.52 mg·L－1。除龍泓澗中游的1個水樣 (茶園下)為Ⅳ類外 (此氨態氮超標可能與茶園施肥有關)，其余均達Ⅰ、Ⅱ類標準。不同溪流的氨態氮含量大小表現為龍泓澗＞金沙溪＞茅家埠。

溪流水體中硝態氮平均含量 4.92 mg·L－1，變化范圍 2.92～8.43 mg·L－1，均達到Ⅰ類水質標準。不同溪流的硝態氮含量大小為龍泓澗＞茅家埠＞金沙溪。

水體總氮平均含量高達6.45 mg·L－1，遠超過Ⅴ類水的限制值 (≤2.0 mg·L－1)，且每個點的總氮水平都超標，主要由硝態氮和有機氮引起的。龍泓澗、茅家埠和金沙溪三溪流近湖水樣的總氮分別為6.33，6.56和4.69 mg·L－1，均大大超過Ⅲ類水1.0 mg·L－1的標準 (主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區等水域)，水體中的氮濃度水平已經達到了湖庫發生富營養化的水平。

3條溪流水體中總磷平均含量為0.03 mg·L－1，變化范圍0.02～0.04 mg·L－1;無機磷平均含量為 0.01 mg·L－1，變化范圍 0.01 ～0.03 mg·L－1。可見，溪流水體中磷含量變異較小，且都在Ⅲ類水標準之內，磷對水體污染不嚴重。

表1 西湖風景名勝區3條溪流水體的分析測試結果

2.2富營養化分析

3條溪流全部水樣總氮含量均超過Ⅴ類標準，表明西湖風景名勝區溪流對西湖水質有污染影響。3條溪流中龍泓澗和金沙溪總氮含量表現為“源頭”附近高，而下游較低，這是由于2條溪流的源頭為林草茂密的“山澗”，周圍枯枝落葉腐爛形成的有機態氮進入水體，且溪流較長，途徑農村、農家樂等單位，受人為影響較大，使中上游區溪水營養鹽濃度增加，到中下游后，由于天然山澗水的補充稀釋，使下游溪水中營養鹽濃度降低。項目采樣時間在4月底，據調查與農戶施肥時間基本一致，因此，肥料中的部分氮磷元素也有可能進入了3條溪流［4］;另外由于地表徑流及西湖水不定期提升至龍泓澗源頭之上，也可能直接影響3條溪流的水質，從而影響西湖水質。

3 防治對策

氮、磷等營養物質是造成水體富營養化的主要元素［3］。要防止水體富營養化的發生，對進入水體的富營養物質進行控制至關重要。其中，采取相應措施阻止營養物質進入水體 (污染源控制)是控制水體氮、磷含量的有效途徑。盡管西湖風景名勝區流域總磷含量較低，但總氮含量已達富營養化水平。為確保西湖的可持續發展，要盡可能減小外源污染物的輸入量，從而在根本上防止富營養化的發生。可采取如下措施。

發展生態農業，控制非點源污染物的排放。茶園是西湖風景名勝區的主要作物，茶地總面積為459.2 hm2，要改良茶農的施肥習慣，采用測土配方技術。一是茶園施肥應根據土壤養分含量和茶樹需肥特性，確定施肥種類和數量，避免長期施用同一品種、相似養分含量的高濃度復合肥;二是菜餅施用量應根據土壤有機質含量的高低來確定，有機質含量大于35 g·kg－1的土壤要適當控制施用量;三是改化肥撒施為開溝深施，施后覆土，防止養分流失。

控制生活污染的排放。生活污水一般水質比較穩定，但是有機物、氮、磷的含量較大［5］，對水體富營養化的影響較大。在西湖風景名勝區，生活污水的排放主要來自農家樂，包括生活中含磷洗滌劑的使用。據調查，西湖風景名勝區生活污水對總氮總磷含量有一定的貢獻率。因此，相關部門必需加強農家樂及旅游活動中的污水排放管理，解決農戶的廢水排放和處理問題，推進生活污水處理設施建設。

［1］國家環境保護總局．2001年中國環境狀況公報 ［EB/OL］．http://www．zhb．gov．cn/649368273124589568/index．shtml，2002．

［2］郭沛涌．杭州西湖水體富營養化的控制 ［J］．環境保護科學，2005(4):9－11．

［3］桂智凡，薛濱，姚書春，等．陽澄湖水質現狀及原因探討［J］．地理科學，2011，31(12):1487－1492．

［4］袁東海，王兆騫，陳欣，等．不同農作方式紅壤耕地土壤氮素流失特征 ［J］．應用生態學報，2002，13(7):863－866．

［5］李志剛，李素麗，黃海連，等．鉻對生活污水中氮磷的植物凈化效果及體內氮磷含量的影響生態環境學報 ［J］．2010，19(2):286－290．